Разработчики рассказали о проблемах на пути к практической EUV-литографии


Так получилось, что тенденцию линейного наращивание количества транзисторов на кристалле открыл инженер компании Intel — Гордон Мур. И хотя данный эмпирический закон получил его имя, Intel фактически узурпировала наблюдение и выводы своего сотрудника. Она так часто по поводу и без повода упоминала Закон Мура, что в умах людей он уже неотделим от имени самой компании. Тем не менее, Мур описывает темпы роста индустрии в целом, которому следует не только Intel, но и почти все производители полупроводников. Поэтому соблюдение (очень приблизительное, надо отметить) Закона Мура — это свидетельство здоровья отрасли, а с ним, в последнее время, не всё так хорошо.

Одним из признаков замедления темпа считается всё откладываемый ввод литографии в сверхжёстком ультрафиолете (EUV, Extreme Ultraviolet Lithography). На рубеже 2000-х годов считалось, что выпуск микросхем с использованием EUV-проекции стартует в 2008-2010 годах. Теоретически оно, конечно, стартовало. Но лишь в виде опытных установок. Так, компания ASML первые EUV-сканеры NXE-3100 (в альфа версии) отгрузила в 2009 году. Цена вопроса — $60 млн. за каждый сканер. Предкоммерческие версии сканеров ушли клиентам ASML в конце 2010 года уже по $90 млн. В отрыве от всего прочего нельзя не отметить, что подорожание на 50% в год — это сильно!

На днях на симпозиуме International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography 2012 центр IMEC рассказал об опыте эксплуатации EUV-литографии. Главный вывод — очень плохая продуктивность, что связано с маломощными источниками проекции. Напомним, EUV-литография базируется не на системе линз, а на системе зеркал, что ведёт к значительному поглощению излучения зеркалами. Поэтому мощности EUV-излучателей, по современным меркам, должны быть запредельные. В ближайшие два года мощность излучения должна быть увеличена в 20 раз, иначе говорить о коммерческих объёмах выпуска микросхем бессмысленно.

За весь предыдущий год с помощью EUV-машин IMEC выпустил 3000 пластин. Установка стоимостью под $100 млн. работала в 15-30 раз медленнее, чем современное значительно более дешёвое оборудование. Для увеличения производительности необходим минимум 200-Вт источник EUV-излучения, уверены в IMEC, а к 2016 году — 500-Вт или 1000-Вт. "Старые" источники излучения, как показала практика, на 10-50 % замедляют обработку пластин.

Всё это приведёт к тому, заявляют исследователи, что будет происходить снижение темпов перехода к меньшим масштабам литографии. Иначе говоря, приведёт к отмене того самого Закона Мура, а на деле — к замедленному развитию рынка полупроводников. Как следствие, компании начнут внедрять промежуточные нормы техпроцесса. К примеру, вместо перехода на следующем этапе к 14-нм нормам могут появиться 17-нм, 16-нм и так далее техпроцессы. Попутно возникнут комбинации из EUV-литографии и обычной погружной (иммерсионной), когда критически важные слои будут выполняться после сверхжёсткого облучения, а менее важные — с помощью современных 193-нм сканеров (хотя остаётся открытым вопрос о точном совмещении радикально отличающихся фотошаблонов).

Компания Intel, кстати, намерена дотянуть использование современных сканеров до 10 нм. Для проекции она будет использовать до пяти масок на каждый кристалл — это так называемая многошаблонная проекция или проекция серией шаблонов. В компании считают, что такой проект экономически обоснован. К сожалению, конкретных цифр компания не приводит. Об уровне цен на фотомаски позволяет судить такой, ставший известным, факт, что цена одного шаблона для 300-мм пластины с нормами 90 нм приблизилась к одному миллиону долларов. Это как бы намекает, что резкого снижения цен на полупроводники с нормами 14 нм и ниже не будет. Сопутствующие расходы компенсируют снижение себестоимости от увеличения объёмов продукции с каждой обработанной пластины.

Оценитe материал
рейтинг: 4.4 из 5
голосов: 41

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают